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FHEM => Anfängerfragen => Thema gestartet von: darkness am 20 September 2016, 15:38:42

Titel: Berechnen, ob Sonne ins Fenster scheint.
Beitrag von: darkness am 20 September 2016, 15:38:42
Hallo,

ich habe mal eine Frage an die Matheprofis  :D

Ich habe auf der Süd-Ostseite am Haus einen Lichtmesser. Bei Sonnenaufgang bzw. im Tagesverlauf ist dieser direkt in der Sonne --> Hohe Werte (>50000).
Gegen Nachmittag ist die Sonne dann "um die Hausecke", sprich der Sensor ist im Schatten und die Werte des Sensors sind deutlich niedriger (>5000).

Nun verwende ich diese Werte aber im mein Rollo im Wohnzimmer zu steuern. (Helligkeit und Sonnenstand (Modul Twilight).

Bisher habe ich nur mit dem Sonnenstand gearbeitet (azimuth). Klappt leider nicht, da ja nicht nur der Winkel, sondern auch die Sonnenhöhe (Elevation) wichtig ist.
Zumindest funktioniert es mit den Werten, die ich im Sommer gesetzt habe nicht mehr.

Gibt es eine Möglichkeit zu berechnen, wann die Sonne auf das Fenster scheint?

Oder denke ich da zu kompliziert?

Bräuchte mal einen Denkanstoß.
Danke

Titel: Antw:Berechnen, ob Sonne ins Fenster scheint.
Beitrag von: herrmannj am 20 September 2016, 16:07:26
Hi,

ich bin mir unsicher ob ich die Frage richtig verstehe.

Soweit ich weiß liefert twilight doch azimuth und elevation. Sinngemäß sollte doch [azimuth > a AND azimuth < b AND elevation > x AND elevation < y] liefern ob die Sonne im Bereich des Fensters ist ?

Wenn Du die Werte des Sensors verwenden möchtest um herrauszufinden ob die Sonne scheint wird es komplexer. Sind die Werte des Helligkeitssensor schon LUX ?

Wenn sich der Sensor im Schatten befindet wird es fast unmöglich die Unterscheidung zu treffen ob die Sonne hinter einer Wolke ist oder nicht. Tageslicht besteht zum Teil aus indirekter Strahlung (gegen Himmel, Sommer etwa 20k Lux, bewölkt) und zum zweiten aus der direkten Strahlung (Sommer 80k Lux). Der Sensor schaut evtl nicht direkt in den Himmel sondern (mehr oder weniger) wagerecht, dann wären die Werte (in LUX) in dieser Jahreszeit plausibel. Im Winter sind diese Werte um ein vielfaches kleiner (anstelle 20klux bedeckt nur noch 3-4klux, oder deutlich drunter).

Der kurze Theorie Ausflug nur fürs framing. Der Punkt ist das Dir im Schatten der Peak des direkten Sonneneinfalls fehlt. Aus dem indirekten Licht (Sensor im Schatten) kann man das nur noch mit sehr komplexen Berechnungen erraten. Dazu muss man die Jahreszeit und das Wetter einbeziehen.

vg
joerg
Titel: Antw:Berechnen, ob Sonne ins Fenster scheint.
Beitrag von: franky08 am 20 September 2016, 16:43:50
Ich habe dafür einen "etwas" anderen Lösungsansatz gefunden. Ein Differenzialsensor von HM, davon einen Fühler hinter einer weisen Halbschale und den zweiten Sensor hinter einer schwarzen Halbschale. Das Teil wertet die Sonneneinstrahlung ziemlich genau aus.  ;)

VG
Frank
Titel: Antw:Berechnen, ob Sonne ins Fenster scheint.
Beitrag von: Otto123 am 20 September 2016, 18:13:25
Zitat von: franky08 am 20 September 2016, 16:43:50
Ich habe dafür einen "etwas" anderen Lösungsansatz gefunden. Ein Differenzialsensor von HM, davon einen Fühler hinter einer weisen Halbschale und den zweiten Sensor hinter einer schwarzen Halbschale. Das Teil wertet die Sonneneinstrahlung ziemlich genau aus.  ;)

VG
Frank
Hallo Frank,
hast Du da mal ein Foto? Wie hoch ist die Temp Diff so bei voller Sonne?

Gruß Otto
Titel: Antw:Berechnen, ob Sonne ins Fenster scheint.
Beitrag von: MadMax-FHEM am 20 September 2016, 19:33:08
Hier einstweilen schon mal ein Auszug aus der Anleitung des Diffsensors...
Titel: Antw:Berechnen, ob Sonne ins Fenster scheint.
Beitrag von: SvenJust am 20 September 2016, 19:52:32
Zitat von: Otto123 am 20 September 2016, 18:13:25
Wie hoch ist die Temp Diff so bei voller Sonne?

Hallo Otto,

ich bin nicht Frank, aber ich habe seit zwei Jahren den gleichen Sensor im Einsatz. Die Temperaturdifferenz bei direkter Sonneneinstrahlung liegt bei mir zwischen 3-6°. Die Temperaturdifferenz lässt sich gut auswerten, um zu bestimmen ob die Sonne auf den Sensor scheint.

Ich steuere damit die Rollläden, um diese bei Sonneneinstrahlung teilweise zu schließen.

VG Sven
Titel: Antw:Berechnen, ob Sonne ins Fenster scheint.
Beitrag von: Otto123 am 20 September 2016, 21:02:44
Zitat von: MadMax-FHEM am 20 September 2016, 19:33:08
Hier einstweilen schon mal ein Auszug aus der Anleitung des Diffsensors...
Sorry habe mal wieder zu wenig geschrieben. Ich habe den Diff Sensor. Die Konstruktion aus der Anleitung habe ich versuchsweise nachgebaut, die ist aber suboptimal.
Weißer und schwarzer Schrumpfschlauch ist einfacher und bringt bessere Ergebnisse.
Ich habe dann noch Alufolie um den weißen Schrumpfschlauch gemacht -> noch besser. Jetzt habe ich auch 3-6 grad.  8)

Die Sache mit den Halbschalen fand ich interessant.

Danke und Gruß Otto
Titel: Antw:Berechnen, ob Sonne ins Fenster scheint.
Beitrag von: MadMax-FHEM am 20 September 2016, 21:12:45
Macht nix ;-)
Titel: Antw:Berechnen, ob Sonne ins Fenster scheint.
Beitrag von: Prof. Dr. Peter Henning am 20 September 2016, 21:40:10
Eine Berechnung, ob die Sonne ins Fenster scheint, muss nicht nur denn Sonnenstand berücksichtigen. Sondern vor allem Verschattungen (von der Fensterlaibung bis zur Hausecke). Schattenberechnungen sind zwar eine Standardaufgabe der Computergrafik, die Modellierung für den konkreten Fall aber ziemlich aufwändig. Also mein Tipp: Finger weg, besser dem Tipp mit den beiden Sensoren an verschiedenen Orten folgen.

LG

pah
Titel: Antw:Berechnen, ob Sonne ins Fenster scheint.
Beitrag von: KernSani am 20 September 2016, 22:06:13
Ich steuere meine Rollläden derzeit recht pragmatisch - wenn's warm und sonnig wird (laut Wetterbericht) werden die Rollläden zeitgesteuert auf Halbmast gefahren. Das funktioniert im Großen und Ganzen. Angeregt durch diesen Beitrag habe ich mir mal meine vorhandenen Außentempertursensoren angesehen. Der eine steht an einem immer schattigem Platz (Nordwesten), der Andere im Osten - der bekommt morgens kräftig Sonne ab. Die Differenz der beiden beträgt dann mal schnell locker 10° und mehr. Daraus sollte sich eigentlich leicht eine Steuerung (zumindest für die Ost-Seite) basteln lassen.

Gibt es Erfahrungswerte ab welcher Temperaturdifferenz ich davon ausgehen kann, dass im Osten die Sonne drauf knallt?

Ich logge jetzt mal die Differenz mit, um das einfach auswerten zu können...

Grüße,

Oli
Titel: Antw:Berechnen, ob Sonne ins Fenster scheint.
Beitrag von: Otto123 am 20 September 2016, 23:05:48
Hallo Oli,

ich mache das ähnlich wie Du, ich mache das sogar bloß an der Außentemperatur fest. Das funktioniert in 80 % der Situationen aus meiner Sicht gut.
Ich habe mir auch die Sache mit dem zweiten Sensor überlegt, habe dann festgestellt, dass der Diff Sensor genausoviel kostet. Ich experimentiere seit Wochen damit. Aktuell (22:45) ist der Unterschied zwischen dem Aussensensor im Schatten und dem Sensor in der Sonne 2 grad ... Der Unterschied am Diff Sensor ist 1 grad in ein paar Stunden ist der meist 0,5 grad. Die Temperaturdiff bei Sonne ist ca. 3-6 grad

Ich denke, es ist wirklich wichtig, dass man zwei Sensoren vergleicht die nahe beieinander angeordnet sind und die gleiches Verhalten haben.

Gruß Otto
Titel: Antw:Berechnen, ob Sonne ins Fenster scheint.
Beitrag von: franky08 am 20 September 2016, 23:20:04
@Otto

Bild kann ich leider nicht posten, dass Teil ist draußen, am Fenster befestigt. Besteht aus einem, in der Mitte durchgesägten Tennisball, eine Hälfte original und die zweite Hälfte schwarz. Die beiden Hälften sind nebeneinander mit einer Aufbutzdose verklebt und dann von hinten durch zwei Löcher die Temp. Sensoren reingesteckt und verklebt, so das alles dicht ist und die warme Luft nicht entweicht  ;)

VG
Frank
Titel: Antw:Berechnen, ob Sonne ins Fenster scheint.
Beitrag von: Otto123 am 20 September 2016, 23:34:22
@Frank Ok Danke  :)
Ich habe das so gemacht (https://goo.gl/photos/6dEEEizWorRhh7Dg8).

Gruß Otto
Titel: Antw:Berechnen, ob Sonne ins Fenster scheint.
Beitrag von: KernSani am 20 September 2016, 23:36:43
Hallo Otto,
Zitat von: Otto123 am 20 September 2016, 23:05:48
Ich habe mir auch die Sache mit dem zweiten Sensor überlegt, habe dann festgestellt, dass der Diff Sensor genausoviel kostet.
Ich verwende günstige TFA Sensoren, die ich eh habe...
Zitat von: Otto123 am 20 September 2016, 23:05:48
Aktuell (22:45) ist der Unterschied zwischen dem Aussensensor im Schatten und dem Sensor in der Sonne 2 grad ... Der Unterschied am Diff Sensor ist 1 grad in ein paar Stunden ist der meist 0,5 grad. Die Temperaturdiff bei Sonne ist ca. 3-6 grad
Bei meinen beiden Sensoren beträgt die Differenz aktuell (23:30) 0,1 Grad, als ich vor 2 Stunden das loggen begonnen habe waren es 0,3 bis 0,4°. Tagsüber hatte ich mal ca. 2° Differenz (ich weiß aber nicht, ob die Sonne irgendwann mal durch die Wolken kam). Ich werde das beobachten...
Titel: Antw:Berechnen, ob Sonne ins Fenster scheint.
Beitrag von: KernSani am 20 September 2016, 23:39:07
Zitat von: franky08 am 20 September 2016, 23:20:04
Bild kann ich leider nicht posten, dass Teil ist draußen, am Fenster befestigt. Besteht aus einem, in der Mitte durchgesägten Tennisball
Isoliert der Tennisball nicht? Will sagen: reagiert erst, wenn schon lange die Sonne drauf steht?
Titel: Antw:Berechnen, ob Sonne ins Fenster scheint.
Beitrag von: darkness am 21 September 2016, 07:17:49
Hallo!

Ui, ne Menge antworten.

Also, der Lichtsensor ist ein HM-Sen-LI-O. An den Werten kann man schon erkenne, ob Sonne, Wolken oder stark bewölkt .
Die Variante mit den zwei Sensoren ist vorerst keine Lösung.

Dann werde ich noch mal mit den Werten von Twilight schauen. Ist wahrscheinlich der einfachste Weg.

Danke.
Titel: Antw:Berechnen, ob Sonne ins Fenster scheint.
Beitrag von: franky08 am 21 September 2016, 08:42:55
ZitatIsoliert der Tennisball nicht? Will sagen: reagiert erst, wenn schon lange die Sonne drauf steht?

Nöö, und eine gewisse Hysteresis braucht es schon, sonst würde bei jeder kurz vorbeiziehenden Wolke meine Heizung umschalten  ;)
Ich werte nur die Süd-Ostseite vom Haus aus und schließe die RT's etwas mehr in den betroffenen Räumen und öffne die RT's auf der Westseite etwas mehr, dass ist aber eine andere Geschichte  :)

VG
Frank
Titel: Antw:Berechnen, ob Sonne ins Fenster scheint.
Beitrag von: Otto123 am 21 September 2016, 09:08:38
Ok aber mehr Differenz entsteht also durch die kleinen Halbkugeln auch nicht  ;)
Aber bei uns war gestern mehr Sonne
8)
Viele Grüße
Otto
Titel: Antw:Berechnen, ob Sonne ins Fenster scheint.
Beitrag von: franky08 am 21 September 2016, 10:27:03
Der Plot ist von vorgestern, gestern war hier überhaupt keine Sonne  :) Der gelbe Plot stellt, nach Threshold, die Zeit dar in der geschaltet wird, der blaue Plot stellt die abs Diff. Temp. dar (also egal ob die Differenz positiv oder negativ ist).

VG
Frank
Titel: Antw:Berechnen, ob Sonne ins Fenster scheint.
Beitrag von: Otto123 am 21 September 2016, 10:38:05
Zitat von: franky08 am 21 September 2016, 10:27:03
Der Plot ist von vorgestern, gestern war hier überhaupt keine Sonne  :) Der gelbe Plot stellt, nach Threshold, die Zeit dar in der geschaltet wird, der blaue Plot stellt die abs Diff. Temp. dar (also egal ob die Differenz positiv oder negativ ist).

VG
Frank
Das steht doch der 20. September? In deinem Plot und in meinem  8)

Gruß Otto
Titel: Antw:Berechnen, ob Sonne ins Fenster scheint.
Beitrag von: franky08 am 21 September 2016, 10:39:56
Stimmt, doch von gestern  :o
Titel: Antw:Berechnen, ob Sonne ins Fenster scheint.
Beitrag von: herrmannj am 21 September 2016, 13:05:14
so sieht das das mit einem HM-Sen-MDIR-O aus bei dem ich aus den brightness Werten anhand der Kennlinie des data-sheet die Lux zurückrechne. Zwischen 12:30 und 14:00 gab es eine dicke Wolke. Die Peaks wenn die Sonne durch die Wolken kommt sieht man ebenfalls sehr schön. Die Luxwerte muss man etwa mit 4 Multiplizieren (weil der eben auch horizontal schaut). Dann kommt das aber schon recht gut mit einem transportablen LUX Meter hin. 

Ich fand die Frage spannend da ich mich seit einiger Zeit mit einem vergleichbaren Projekt beschäftige. Wie brauchbar die Werte sind hängt aber auch maßgeblich vom Montageort des MDIR-O ab. Ideal ist freie Sicht nach Süden. Ich strebe dabei eine eine doppelte Aussage an. Zum ersten möchte ich wissen wann (Innen pro Raum, Aussen) Licht angeschaltet werden muss, zum zweiten ob die Sonne direkt in ein Fenster scheint. Das ist am wachsen und in der Tat komplex.

vg
joerg
Titel: Antw:Berechnen, ob Sonne ins Fenster scheint.
Beitrag von: KernSani am 21 September 2016, 21:22:32
Überraschendes Ergebnis meines ersten Plots der Temperaturdifferenz des Sensors im Osten und des Sensors im Nordwesten (Dauerschatten). Heute war's eigentlich den ganzen Tag schön sonnig. Etwa um 8:30 geht die Differenz sprungartig nach oben, ab ca. 14:00 ist sie dauerhaft unter 6° (und pendelt sich dann recht bald um +/- 1° ein)... Jetzt ratet mal wie die pragmatische Zeitsteuerung (s.o.) aussieht... Richtig, an der Ostseite gehen die Rollläden um 08:30 runter und um 14:00 wieder hoch...  Interessant wäre es jetzt natürlich zu sehen, wie sich das Ganze an einem wechselhafterem Tag verhält...

Titel: Antw:Berechnen, ob Sonne ins Fenster scheint.
Beitrag von: franky08 am 21 September 2016, 21:25:15
Zitatwechselhafterem Tag verhält...

Rollo-Karusell  :) :) :) ;D

VG
Frank
Titel: Antw:Berechnen, ob Sonne ins Fenster scheint.
Beitrag von: KernSani am 21 September 2016, 21:29:25
Zitat von: franky08 am 21 September 2016, 21:25:15
Rollo-Karusell  :) :) :) ;D
genau das würde mich interessieren - heute hatte ich ja offensichtlich auch ein paar Wolken, allerdings ist die Differenz nicht unter 10° (oder so) gefallen...   
Titel: Antw:Berechnen, ob Sonne ins Fenster scheint.
Beitrag von: franky08 am 21 September 2016, 21:34:38
Stichwort Hysteresis ----->> Threshold Modul, mache ich bei meiner Heizung so und das funktioniert zuverlässig wenn noch andere Parameter berücksichtigt werden.

VG
Frank